1、淄博華聯礦業有限公司4#尾礦庫安全設施設計山東省冶金設計院有限責任公司濟南二OO八年九月淄博華聯礦業有限公司4#尾礦庫安全設施設計工程號913-2000山東省冶金設計院有限責任公司濟南二OO八年九月淄博華聯礦業有限公司4#尾礦庫安全設施設計工程號913-2000院 長姚朝勝分管院長衣忠德總設計師 王 泉山東省冶金設計院有限責任公司濟南二OO八年九月參 加 編 制 人 員王 泉周 濤周玉祥邢仕瑞張燕平目 錄1概述12設計依據43設計原則44基本工藝資料55擬建4#尾礦庫主要設計方案66環境保護277尾礦庫安全設施設計28附：項目委托書 附圖（另裝袋）SDM山東省冶金設計院Rev. 01概述1.1

2、 企業基本情況淄博市華聯礦業有限責任公司是“七五”期間建設發展起來的一座以采礦、選礦聯合生產的地方中型鐵礦山企業，經營產品為鐵精礦粉，主要配套的生產設施為采礦設施、選礦設施以及尾礦設施三大部分。該企業于1987年建礦，截止至2000年，礦山生產規模已達到了采礦128萬t/a、選礦128萬t/a（鐵礦石原礦中甩出廢石37萬t/a），日選鐵礦石原礦3500t，年產出65%品位的鐵精礦粉產量28萬t左右。企業現有職工680多人，固定資產5891萬元。從建礦到現在，礦山一直采用露天開采，采出的鐵礦石采用汽車運輸到選礦廠進行破碎、磨礦和選礦。根據設計，該礦山適合于露天生產的鐵礦地質資源量可開采至+90m

3、標高。經過多年的生產和改擴建，礦山現建有兩個選礦廠，一個尾礦庫（3#庫），正在正常運行，剩余庫容約121萬m3。考慮到礦山的持續生產和發展，本次設計新建設4#尾礦庫，以滿足現在與將來礦山生產的尾礦排放需要。礦山現有設施及布局見華聯礦業有限公司總體布置圖。1.2 礦山地理位置與交通華聯礦業有限責任公司位于沂源縣與沂水縣交界處的沂水東岸，行政區劃屬沂源縣東里鎮，地理坐標為東經118°250118°2615，北緯35°580335°5913。企業西北距沂源縣城及本企業鐵礦石用戶萊鋼集團所在地分別為45km及75km，東南方向距沂水縣城32km，韓（旺）萊（蕪）

4、公路經礦區西側通過，交通條件便利。1.3選礦生產能力及尾礦量排放分配礦山現有1#、2#兩個選礦廠，合計兩個選礦廠的綜合年處理礦石能力為：破碎能力128萬t/a，其中甩出廢石約37萬t/a（甩廢率23%左右）和磨磁選能力91萬t/a，年產出鐵精礦28萬t/a左右，年產出尾礦量59萬t/a，計31.9萬m3/a。各選礦廠產出的尾礦由加壓泵站經管道輸送到指定的尾礦庫，具體情況分述如下：（1）第一選礦廠年破碎礦石能力60萬t，年甩出廢石量16萬t，年磨、選礦石能力44萬t，年產出鐵精礦11.4萬t，年產出尾礦量26.3萬t，尾礦比重1.85t/m3，計14.2萬m3/a。該尾礦量排至現有3#尾礦庫。（

5、2）第二選礦廠年破碎礦石能力70萬t，年甩出廢石量21萬t，年磨、選礦石能力47萬t，年產出鐵精礦16.6萬t，年產出尾礦量32.7萬t，尾礦比重1.85t/m3，計17.7萬m3/a。該尾礦量也排至現有3#尾礦庫。目前，兩個選礦廠的工藝流程相同，均采用二段閉路破碎、甩廢，三段閉路磨礦，三段磁選的選礦工藝流程。選礦廠產出的尾礦不含藥品劑，無毒、無有害物質，沒有污染，尾礦漿經濃縮池濃縮后，用渣漿泵送至各指定的尾礦庫。礦山現運行的各尾礦庫，都分布在礦區露天采場的北及東北部，庫址所處均為山谷地形。2設計依據2.1中華人民共和國礦山安全法(1992)2.2中華人民共和國礦山安全法實施條例(1996)2

6、.3尾礦庫安全監督管理規定(2006)2.4選礦廠尾礦設施設計規范(ZBJ1-90)2.5選礦安全技術規程(AQ2006-2005)2.6尾礦設施施工及驗收規范(YS5418-95)2.7碾壓式土石壩設計規范(SJ274-2001)2.8碾壓式土石壩施工規范(DL/T5129-2001) 2.9山東省安全生產監督管理局有關安全監督文件2.10淄博市華聯礦業有限責任公司提交的項目委托書2.11淄博市華聯礦業有限責任公司提供的尾礦庫庫區1/2000地形圖及其它有關資料3設計原則3.1貫徹執行國家安全監督管理總局第6號令尾礦庫安全監督管理規定，以確保尾礦庫安全。3.2 貫徹執行中華人民共和國環境保護

7、法在生產工藝中消除污染，保護環境。3.3 在滿足礦山企業生產需要條件下，積極穩妥地采用可靠技術，庫址選擇以減少筑壩工程量，有利于擴大庫容，降低投資，縮短工期，方便施工和生產管理，庫址位置選擇工程地質條件和水文地質條件簡單地段，有利于尾礦壩安全穩定和減少匯水面積，易于防排洪。4基本工藝資料4.1 選礦廠磨、選生產規模：3500t/d4.2 選礦廠工作制度：330天/年、3班/天、8小時4.3 尾礦產率：73%4.4 尾礦密度：2.8t/m34.5 尾礦干容重：1.85t/m34.6 尾礦濃度：20%4.7 尾礦粒度：200目以上占51.22%4.8 年尾礦排放量：59萬t/a，折計：31.9萬m

8、3/a4.9 尾礦平均粒徑:0.102mm，尾礦粒級組成見表4-1 尾礦粒級組成表 表4-1網目粒徑（mm）比例（%）備 注+10目1.6510.171032目1.0735.713260目0.3708.2260100目0.19612.64100150目0.12518.13150200目0.0896.35200目以上占51.22%200250目0.06811.00-250目0.06237.78合計100經加權計算，尾礦平均粒徑為：0.102mm。5擬建4#尾礦庫主要設計方案5.1庫址選擇及其工程地質條件5.1.1 庫址選擇庫址選擇依據我國現行的衛生、環境保護、城鄉規劃及土地利用等法規、標準和擬建

9、工業企業建設項目生產過程的衛生特征、有害因素危害狀況，結合建設地點的規劃與現狀，水文、地質、氣象等因素以及為保障和促進人群健康需要，進行綜合分析而確定。鑒于礦山現已建設了三個尾礦庫及其已經占用的庫址位置沿山谷東西軸線自西向東依次排列的實際情況，可選擇利用的現有地形條件，經多方案技術經濟比較，本次設計擬建的4#尾礦庫選擇位于現有3#尾礦庫東鄰的一處山谷地形位置。該庫址為低山丘陵溝谷地形，最高點海拔高度404m，初期壩壩體位置的最低點地形標高為235m。尾礦庫范圍為東、北、西三面高，南面低的三面環山封閉、一面溝口敞開的山谷地形。該地形條件是一比較理想的尾礦庫選址，可一面筑壩，工程量較少，建設投資省

10、，庫容有效利用率高，庫區匯水面積較小，有利于壩體的穩定和安全管理。本尾礦庫周圍是荒坡地，不占用農田。5.1.2 工程地質條件該尾礦庫區未做工程地質勘查工作，本次參考原礦區工程地質勘查報告提供的地質條件進行設計。建議在施工前進行庫區的工程地質勘察工作，必要時應對設計進行調整。該區屬低山丘陵區，第四系不發育。巖石主要為偉晶花崗巖、角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、角閃片巖及斜長角閃巖、含鐵角閃石英片巖，平均普氏硬度系數分別為4.73-11.67；平均堅固性系數（f）3.3-7.65;平均軟化系數0.69-0.87；平均天然抗壓強度41.25-101.8MPa；平均飽和抗壓強度33.0-76.49MP

11、a，巖石為較硬-堅硬巖，巖石質量指標RQD值一般在50-80之間，巖體較完整，工程地質條件為簡單類型。根據礦山現已建成運行的前三個尾礦庫所在庫址的工程地質情況驗證，本次設計4#尾礦庫選址所處的地形條件和工程地質條件簡單。設計所參考的礦區總體工程地質條件及其地層與巖性分述如下（設計確保4庫區內地質條件如下述）： 地層：（1）第四系（Q）第四紀沖積、殘坡積層在礦區范圍內分布廣泛，除南部沂河兩岸堆積厚約615m的沖積層外，其它所有沖溝均有厚度不等的沖洪積物。此外在山坡及頂部還堆積了厚度不大的殘坡積物。巖性主要由松散礫石層、砂層及含碎屑砂土層組成。（2）偉晶花崗巖（P）偉晶花崗巖在礦區中廣泛分布，多呈

12、巖枝和不規則狀侵入于新太古代泰山巖群變質巖地層中，其走向多與片理方向一致。靠近F1斷層時則平行斷層走向延伸。主要巖性為鈉長花崗巖，由半自形的鈉長石、微斜長石、石英組成。花崗結構，微斜長石常與石英形成清晰的文象結構，礦物顆粒多為0.5cm的粗大晶體。長石、石英具動力壓碎現象。在較大的不規則巖體中常包含片麻巖、片巖、礦體的捕虜體和碎塊，而大巖體的分枝常沿片理侵入到片麻巖與礦體的層間，呈小夾層和規則長條狀。此種不規則狀的侵入體，有超覆于礦體之上的現象。即在花崗巖之下隱伏著鐵礦體，且具有一定的規模。侵入體有時斜切礦體，破壞礦體的連續性。（3）角閃斜長片麻巖（Jm）該巖石常作為礦層底板產出，在走向和貨向

13、上常與黑云斜長片麻巖呈漸變過渡關系。當角閃石類礦物含量增加，斜長石相對減少時，則漸變為斜長角閃巖。巖石呈淺灰色暗灰綠色，風化后呈灰褐色，不等粒纖狀花崗變晶結構，片麻狀構造。主要礦物為角閃石、斜長石及石英，并含少量的微斜長石、黑云母、榍石、磷灰石及金屬礦物。普通角閃石（部分綠泥石化）含量2040%，斜長石含量約4050%。（4）黑云斜長片麻巖（Hm）灰色，風化后成灰黃色，質疏松。片麻狀構造，不等粒鱗片狀變晶結構。礦物成分以石英、長石為主，含較多的黑云母。石英含量3050%，斜長石為中硬長石，含量3060%，有時含少量鉀長石、白云母、石榴石、絹云母、綠簾石、磷灰石、磁鐵礦等。巖石普遍遭受弱混合巖化

14、。本類巖石常作為礦體夾石出現，呈狹長的條帶狀，平行礦體分布。（5）角閃片巖及斜長角閃巖（Pi）主要分布于礦帶頂、底板，偶見作為夾層或呈透鏡狀殘存于偉晶花崗巖中。角閃片巖和斜長角閃巖呈暗灰綠色，纖狀變晶或鱗片纖狀變晶結構，片狀構造。巖石主要由普通角閃石或其它閃石類礦物組成，約占8090%，一般含有少量的黑云母、長石、石英及微量的綠泥石、綠簾石、榍石、磷灰石、金屬礦物等。角閃片巖中含長石較多，具有片麻狀構造的，則逐漸過渡為斜長角閃巖或角閃斜長片麻巖。其原巖為基性火山凝灰巖。（6）含鐵角閃石英片巖（Fp）巖石呈灰黑色墨綠色，風化后呈暗黃綠色。不等粒纖狀變晶結構，條帶狀構造。由石英、角閃石、磁鐵礦、鐵

15、閃石、陽起石、透閃石和少量黑云母、金屬硫化物等組成。磁鐵礦與石英、角閃石呈條帶相間，條帶寬窄不一，一般大于0.5cm。石英條帶寬則含鐵品位低，局部石英含量可達50%以上。角閃石類礦物含量一般在2030%。巖石中常見到的金屬硫化物為磁黃鐵礦、貢鐵礦、黃銅礦。磁黃鐵礦包含在磁鐵礦顆粒中，呈園粒狀。黃鐵礦、黃銅礦呈細脈狀。星散狀平行或斜截片理分布。該片巖常分布于礦帶的下部，與礦體呈漸變過渡關系，為整個含礦層中可分割的一部分，大片分布于王峪礦段6672線間。此外上河礦段4346線間亦有出露。構造：區域及礦區構造以斷裂為主，無強烈褶皺，泰山巖群變質巖和寒武系蓋層均呈單斜產出，泰山巖群巖層產狀一般210&

16、#176;230°30°70°，蓋層產狀一般傾向北東，傾角15°30°。斷裂以韓旺石橋斷裂為最大規模，為一長期活動的弧形構造帶，主斷面產狀與礦層一致，產狀為210°230°50°70°，局部變陡。其它斷裂如臥虎山斷裂、2328線之間的橫向斷層規模均不大。節理在變質巖系中較發育，主要為與巖層和礦層走向近乎正交和平行的韓旺石橋斷層和臥虎山斷層兩組。（1）韓旺石橋斷層（F1）從區域看，該斷層是一條長期活動的弧形復雜斷裂構造，呈北西南東向斜貫整個擴大區。斷層走向與礦層一致，傾向210°230°

17、，傾角50°70°，局部有所變化。礦區內多為第四系覆蓋區，原報告資料推測，破碎帶寬一般210m，最大寬度超過50m，南西盤下降，北東盤抬升，斷距達350m，為正斷層。斷裂帶內巖石發生強烈的碎裂巖化和糜棱巖化，且被后期閃長玢巖充填。糜棱巖化碎裂巖大都具強烈的高嶺土化、綠泥石化和碳酸鹽化，有時亦見硅化、綠簾石和黃鐵礦化。（2）臥虎山斷層（F2）它由25線BH43、CK22孔，27線ZK29孔、33線A16等孔的鉆探結果所證實，該斷層走向近南北。北端在臥虎山與角閃閃長玢巖巖墻相接，往南經韓旺莊，橫穿沂河與南部北廠子、桃樹萬附近的南北斷層相連（已出礦區）。為一高角度的沖斷層，斷層產

18、狀在27線至33線間，傾向南西，傾角75°至80°；斷層內往往充填閃長玢巖巖墻。25至26線斷層附近的偉晶花崗巖，有構造變動的表征：斷裂內圍巖的石英顆粒具拉長之眼球狀，拉長方向與斷層方向一致，為165°至170°，而周圍的微斜長石斑晶呈現鮮紅色。33線A16孔內深110米到119米處，見有強烈的劑壓破碎帶，古老的變質巖系超覆于寒武系灰頁巖之上，斷距約在50米左右。本次設計經分析，礦山多年生產已建成的三個尾礦庫，在區內平面布置上基本上是沿東西軸向自西向東依次排列有1#、2#、3#尾礦庫，這次設計擬建的4#尾礦庫與3#尾礦庫毗鄰，位于3#尾礦庫的東側，也處在

19、東西軸向上。多年的生產實際運行證明，各尾礦庫及其壩體均處于安全狀態，未顯現發生不良的工程地質條件以及構造情況等因素的影響。5.2 礦區氣象及水文地質條件根據尾礦庫的建設屬性和特點是屬于地面設施工程，從安全運行的保障條件要求必須確保壩體穩定和防洪、抗洪能力，設計除應考慮工程地質條件影響外，同樣應考慮區內氣象、水文以及地震等條件的影響。應說明的是尾礦庫是地面設施，水文地質條件主要應考慮大氣降水及地表水體等條件，其它條件影響關系不大。（1）地形地貌及氣候礦區地處魯中低山丘陵區，沂河流經礦區西側，地貌形態以低山丘陵為主。平坦的河漫灘和階地次之。其以東為低山丘陵，以西為沂河河漫灘。現已建設的各尾礦庫和本

20、次擬建的4#尾礦庫所處均為山谷地形，高差起伏較大，變化范圍自最低標高200m至最高點標高404m。尾礦庫區大部分為基巖裸露，土壤多為沙土，厚度01.5m，平均土層厚0.4m。基巖風化深度一般為12m。本區屬大陸性季風氣候，冬春干燥多風，夏秋濕熱多雨，春秋短暫，冬夏較長，據統計歷年最高氣溫為41，最低氣溫-15，年平均氣溫13.3，平均年降雨量為735.1mm，日最大降水量168.8mm，七至九月為雨季，降雨占年降雨量的80%，年蒸發量為1300-1400mm，年平均風速3.3m/s，年主導風向為東南風，冬季多為西北風。（2）水文地質概況區內補給地表為大氣降水，深部為基巖裂隙水，沂河是區內最大的

21、地表水系，對第四系層具有良好的補給作用，但對深部基巖由于巖層多以花崗巖類為主，裂隙不發育，其滲透補給作用不大。區內地表水體的水位標高遠低于尾礦庫所處標高，因此對尾礦庫無不良影響，本尾礦庫設計主要是考慮所處匯水面積內的大氣降水因素。根據沂源縣東里鎮水文站觀測有關大氣降水資料，區內年降水量為800900mm，平均24小時最大降雨量均值120mm，10年一遇24小時最大降雨量均值156.7mm，20年一遇24小時最大降雨量均值251mm，50年一遇24小時最大降雨量均值310mm，100年一遇24小時最大降雨量均值355mm。（3）地震烈度根據國家地震局編制的“中國地震烈度區劃圖”、本區域抗震設防烈

22、度為7度，設計基本地震加速度值為0.1g。（4）尾礦庫周圍自然環境擬建4#尾礦庫位于現3#尾礦庫東側的溝谷，該溝谷走向軸線呈南北向展布延長950m后，自溝底向西南伸延與韓旺村、韓萊公路和沂河匯交。根據地形情況，尾礦庫利用庫容范圍以壩體為界，以北為尾礦庫及尾礦庫的上游區，以南為下游。尾礦庫在北、西、東三個方向上三面環山封閉，最高山脊標高分別為北山脊404m，西山脊313m，東山脊293m。尾礦庫下游500m處山溝東側有小溪峪排土場，排土場所處標高為240-280m，尾礦初期壩所處溝底標高235m。綜上所述，4#尾礦庫壩體距下游韓萊公路、沂河以及韓旺村的軸向展開距離約2.2km，且有多年形成的排洪

23、溝道，因此所產生的安全影響不大。同時說明，本項目所在下游（大）區域范圍內無重點保護文物和文化名勝古跡。5.3尾礦壩5.3.1尾礦壩形式及結構 根據本尾礦庫選址為西、北、東三面環山封閉，南面谷口敞開的地形條件，設計采用溝谷形一面筑壩結構。尾礦庫采用下游式筑壩法，壩體總高度59m，由初期壩和后期子壩組成，其中：初期壩所處溝底最低標高為234.5m、壩頂標高254m，初期壩高度為19.5m；后期壩所處溝底最低標高為231m、壩頂標高290m，后期壩高度為59m。后期子壩分層上筑至290m標高，每級子壩層高3m。尾礦庫內設混凝土結構斜槽及排水管。壩體外坡底部設消力池與排水管連接。尾礦庫內的澄清水經排水

24、斜槽和排水管至消力池排出庫外。尾礦壩外側沿坡底地形等高線設截洪溝將大氣降水集中排放于壩體下游自然溝。5.3.2筑壩材料、方法及有關技術參數初期壩為透水堆石壩，采用露天采場的廢石逐層碾壓，每層廢石厚度0.6m，廢石的軟化系數不低于0.80.9，莫氏硬度不低于3，廢石強度等級一般不低于MU30。初期壩內坡面采用400g/m2土工布濾層，防止尾砂漏出。土工布下應找平并墊以200mm厚礫石層，使之受力均勻，土工布上面設300mm厚塊石防護層。初期壩壩頂標高254m，壩底標高234.5m，壩頂寬15m，內、外坡坡比均為1：1.5，壩頂軸線長度143m。本庫為下游式筑壩法，設下游濾水壩趾。下游濾水壩趾采用

25、塊石堆壩，頂標高225m，頂寬1.5m，內、外坡坡比均為1：1.5。上游初期壩和下游濾水壩趾之間的壩基設置排滲褥墊，厚度1m，采用50200mm級配塊石分層鋪設。褥墊層上面覆土工布做濾層，防止尾礦漏出。后期子壩采用碾壓土石混合壩，利用露天采場土石混合料上壩碾壓，干重度達到r1.65t/m3，內邊坡坡比為1：2，外邊坡坡比均為1：2，每3m高筑一層子壩，壩頂寬度15m，每加高1015m在外坡設置馬道，馬道寬度2.0m。后期壩堆筑時為防止尾礦沖刷壩體及尾礦流失，在壩內側采用較細的廢石作過渡層，過渡層厚1.52m。后期壩堆筑時子壩的軸線長度隨著溝谷地形向上、向外側逐漸擴大變化，最長約530m。后期壩

26、可加高到標高290m。5.4尾礦庫容量計算及確定 初期壩和后期壩標高分別為254m和290m標高，經計算，設計總庫容量為209.93×104m3，其中初期壩庫容8.31×104m3。5.5尾礦庫設計等別 根據選礦廠尾礦設施設計規范對尾礦庫等別劃分標準，本次設計尾礦庫容量為209.93×104m3，壩體總高度59m，按庫容和壩體高度劃分為四等庫。尾礦庫等別劃標準分見表5-1。 尾礦庫等別標準劃分表 表5-1等別全庫容量V（×104m3）壩高H（m）一二等庫具備提高等別條件者二V10000H100三1000V1000060H100四100V100030H60

27、五V100H305.6尾礦庫調洪庫容計算與確定 根據選礦廠尾礦設施設計規范（ZBJ1-90）的有關規定，本設計總庫容V209.93×104m3、壩體總高度H=59m，確定為四等尾礦庫，初期防洪標準應按3050年一遇洪水設防，中、后期防洪標準應按100200年一遇設防。5.6.1 50年一遇防洪標準驗算防洪標準按50年一遇洪水對初期壩進行驗算，其有關參數如下：（1）以“山東省多年平均年最大24h降雨量等值圖”查得該處多年平均最大24h降雨量h24120mm；（2）從“山東省最大24h降雨量變差系數（Cv）等值線圖”查得該處的Cv0.55；（3）由皮爾遜III線曲線的模比系數Kp值表（C

28、s3.5Cv）查得當Cv0.55，P2%時，Kp2.58。該地區50年一遇年最大24h降水量H24=Kp×h24=2.58×120=309.6mm。因匯水面積F100 km2，故不作暴雨點面雨量換算。該尾礦庫匯水面積按所處三面山脊分水嶺圈定為0.192 km2，50年一遇最大24h洪水總量按下式計算：W24,21000at×Htp×F1000×0.7×309.6×0.19241610m3其中W為歷時24h、頻率為2%（50年一遇）的洪水總量，m3/d；at與歷時24h相對應的徑流系數，取at0.7；Htp歷時為24h，頻率為

29、2%的降雨量，mm，取Htp=H24=309.6mm；F匯水面積，km2，該尾礦庫F0.192 km2；據山東省水文圖集及特小匯水面積洪水計算公式進行計算：該尾礦庫的匯水面積為F0.192km2。在該區域內形成最大洪峰流量：Q2%4.8m3/s。采用概化多峰三角形洪水過程線方法，結合排水系統排洪能力，經調洪演算，最大調洪庫容需1.4萬 m3。根據規范要求，按四等尾礦庫下游式筑壩規定最小干灘長度為35m，壩頂最小安全超高為0.35m。本設計初期壩按尾礦壩安全超高1.7m（252.3254m）考慮，留有1.35m的調洪高度，折合1.6萬 m3調洪庫容，大于所需最大調洪庫容1.4萬 m3的要求。該尾

30、礦庫排水系統排洪能力為6.2m3/s，最大洪水量可在45小時內排放掉，符合“洪水排出時間不宜超過72小時”規定。5.6.2 200年一遇防洪標準驗算防洪標準按200年一遇洪水對后期壩進行驗算，其有關參數如下：（1）以“山東省多年平均年最大24h降雨量等值圖”查得該處多年平均最大24h降雨量h24120mm；（2）從“山東省最大24h降雨量變差系數（Cv）等值線圖”查得該處的Cv0.55；（3）由皮爾遜III線曲線的模比系數Kp值表（Cs3.5Cv）查得當Cv0.55，P0.5%時，Kp3.34。該地區200年一遇年最大24h降水量H24=Kp×h24=3.34×120=40

31、0.8mm。200年一遇最大24h洪水總量：W24，0.51000at×Htp×F1000×0.75×400.8×0.19257715m3在該區域內形成最大洪峰流量：Q0.2%7.2m3/s。采用概化多峰三角形洪水過程線方法，結合排水系統排洪能力，經調洪演算，最大調洪庫容需2.7萬 m3。該尾礦庫排水系統排洪能力為6.2m3/s，最大洪水量可在78小時內排放掉，符合 “洪水排出時間不宜超過72小時” 規定。因此，該尾礦庫可以安全渡汛。5.7排水、回水系統尾礦庫采用斜槽排水管排水系統，主要排水構筑物包括斜槽、排水管和消力池。排水斜槽斷面尺寸為1.

32、3×1.3m，壁厚0.4m，蓋板厚0.4m，長度169.04m，采用鋼筋砼結構。排水管為圓拱型斷面，頂部半圓拱型斷面尺寸為R=0.65m，底部半圓拱型斷面尺寸為R=0.62m，頂部半圓拱型厚度0.4m，總長度448.05m，采用鋼筋砼結構。排水管與斜槽均修筑在新鮮的基巖上，填方段應分層夯實，承載力與變形均應達到設計要求，并做素混凝土墊層。排水管末端出口與消力池相接。消力池為鋼筋混凝土結構，矩形斷面尺寸為B×L×H3×10×1 m。排水斜槽的泄水口隨尾礦沉積灘面和水位的抬升用蓋板逐段封堵，泄水口要與澄清水面高度保持一致，防止沉淀尾砂流入排水斜槽造

33、成堵塞，而影響排洪安全。該尾礦庫排水系統排洪能力為6.2m3/s，最大洪水量可在78 小時內排放掉，符合 “洪水排出時間不宜超過72小時” 規定，尾礦庫可以安全渡汛。正常生產期間，尾礦水經沉淀、澄清后用泵打回選礦廠循環使用。在洪水季，通過排水系統將洪水排出尾礦庫。尾礦排放采用壩前均勻放礦，沉淀、澄清水在庫后匯集，因此考慮在尾礦庫庫后山坡處設移動式回水泵站，泵站隨水位的抬高逐步向上移動。回水系統由礦方自行解決。為避免雨季降水沖刷尾礦庫壩坡基底，設計在尾礦壩外坡基底與兩岸接合處的山坡上設置截水溝，截水溝斷面B×H1000×8001000mm，采用漿砌塊石砌筑。尾礦壩外坡面排水考

34、慮在馬道位置設截水溝，并每隔5060米設排水溝或排水管做縱向排水。5.8尾礦輸送及放礦來自選礦廠的尾礦漿濃度約為20%，尾礦輸送流量800 m3/h，礦漿容重為1.2t/m3。輸送系統設計選用兩臺LSGB250×1.6型和四臺LSGB280×2.5型水隔離礦漿泵，交替使用。尾礦輸送管線兩條分別為DN250和DN350復合管，沿地表敷設，輸送管路長約2.2km。尾礦庫排放采用壩前均勻放礦方式，放礦管徑為D114×8mm，每隔810m設一個放礦口及控制閘門。尾礦壩初期使用時，為防止放礦對壩體的沖刷破壞，應延長放礦支管長度或設施導流槽。5.9尾礦庫的觀測設施為及時掌握尾

35、礦壩的穩定狀態和浸潤線情況，設計采取對尾礦壩體和排水設施設觀測點，及時觀測掌握其工作狀態，以確保運行安全。5.9.1 尾礦壩的變形觀測點設置5.9.1.1目的為及時掌握尾礦壩的變形情況、研究規律及有無滑動、滑坡，可能破壞趨勢，以確保尾礦壩運行的穩定和安全。5.9.1.2觀測設備觀測設備包括觀測標點、工作基點和起測基點。（1）觀測標點觀測標點埋設于壩體表層，用以觀測壩的變形量。A、標點布置標點布置應根據壩的重要性、結構尺寸和地質情況而定，并以能全面掌握構筑物的變形狀態為原則。可選擇有代表性且能控制主要變形情況的斷面，如最大壩高斷面，排水管通過的斷面及工程地質變化較大地段，斷面間距50100米。本

36、次選擇了3個斷面布置標點。B、標點結構與埋設觀測標點由底板、立柱和標點頭三部分組成。（2）工作基點工作基點為實施水平變形測量的基點。在壩端兩側每一縱排標點之延長線上各布置一點，要求不受壩體變形影響，又不被破壞而便于觀測的地方，其標高接近觀測標點的標高。（3）起測基點起測基點為實施垂直變形測量的起點或終點。在每一排縱標點之兩側各設一點，其標高大致接近。為了引測和測起測基點的標高，尾礦壩附近應有不少于3個水準基點，并連結成觀測網。5.9.1.3 觀測時間要求尾礦壩投入運行初期每月觀測一次。當壩體水平、垂直變形量已基本穩定后（變化有規律）可減為每季或半年觀測一次。當遇有地震、暴雨或久雨、庫內水位超過

37、最高水位、滲透情況嚴重、變形量顯著增大時應增加測次。5.9.2 尾礦壩的浸潤線觀測設置為了解壩體內浸潤線的位置和變化情況，以判斷壩體是否穩定，確保安全運行，需要對壩體浸潤線進行觀測。觀測裝置及方法如下：（1）觀測設備采用測壓管觀測，即采用80毫米鋼管或塑料管，將下底端封閉。在封閉端管壁上鉆孔，孔徑8mm，孔縱距50mm，每周均布4孔梅花布孔，鉆孔段長1000mm，外包土工布作濾層。測壓管頂端安裝管口保護蓋。測壓管的埋設，其管底標高應低于設計最低浸潤線2m。測取管中水位標高與壩上游庫水位連線即為浸潤線。觀測管內水位的儀器有測深鐘，電測水位計、壓氣U形管，示數水位器及遙測水位計等。電測水位計利用水

38、的浮力將導電的浮子托起接通電路的原理制成，有測頭、批示器和吊尺等。觀測時將測頭放入測管內，至批示器有反應后，測讀測水管管口數值，再計算管內水位標高。（2）觀測位置的設置浸潤線的觀測斷面應設置于最大壩高斷面、排水管斷面處。每升高1015m增加一個測點。（3）觀測時間要求平均每月觀測一次，遇有上游水位超過正常高水位或經常高水位及壩體異常時應增加測次。5.9.3 尾礦庫水位觀測按規定要求，在庫內排水斜槽上刷涂清晰醒目的水位觀測標尺，標明正常運行水位和整數水位。5.9.4 值班室、供電及通訊在尾礦庫附近設置一個看守值班室。尾礦庫值班室及壩上照明等用電由選礦車間統一安排，可采用低壓電纜。尾礦庫通訊設備由

39、選礦廠管理，值班室內設置一部電話機。5.10 基建工程量、建設投資及施工進度計劃5.10.1本設計尾礦庫基建工程量見表 基建工程量表 表5-2序號項 目 內 容結構型式單位數量備注1堆石壩廢石堆筑m3350002濾水壩趾壩體級配石料m33603排滲褥墊級配石料m33754排水管鋼筋砼體m4485排水斜槽鋼筋砼體m1696消力池鋼筋砼體m319.615.10.2 工程投資本尾礦庫工程建設總投資為3697445元。投資構成見表5-3。38SDM山東省冶金設計院Rev. 0 建設投資構成表 表5-3序號定額編號項目或費用名稱單位數量單價（元）總價（元）備 注一初期堆石壩m33900025975000

40、二濾水壩趾壩體m33607125560三排滲褥墊m33757126625四排水管m44845472037056五排水斜槽m1693549599781六消力池m319.6171013923七清基m325007.819500合計36974455.10.3 施工進度計劃 根據設計基建工程量，本尾礦庫建設工期為10個月，詳見表5-4。 SDM山東省冶金設計院Rev. 0 6環境保護環境保護是我國的基本國策，環境的污染治理是環境保護的核心。我國環境保護法指出“開發礦藏，必須實行綜合勘探、綜合評價、綜合利用、嚴禁亂挖亂采，妥善處理尾礦礦渣，防止破壞資源和惡化自然環境。”本次設計淄博市華聯礦業有限公司4#尾

41、礦庫是該公司礦山生產中的一個重要設施組成部分，在環境保護方面是礦山生產中的敏感控制對象。設計和生產運行過程中，必須按國家有關環保法規要求，采取有效的防治措施，加強管理，消除環境影響因素，有效保護環境。6.1環境保護設計依據、標準地表水環境質量標準GB3838-2002地下水質量標準GB/T14848-93污水綜合排放標準GB8978-1996大氣污染物綜合排放標準GB16297-1996一般工業固體廢物貯存、處置場污染物控制標準GB18599-20016.2主要污染源及其治理措施 本尾礦庫的主要污染因素及污染源來自尾礦廢水，尾礦庫的尾砂粉塵。其他方面對環境影響關系不大。6.2.1廢水本次設計4

42、#尾礦庫的尾礦水經自然沉淀澄清后回水循環再利用，設計尾礦庫澄清水沉淀面積和距離均滿足要求，能夠保證自然沉淀澄清。本礦為單一磁鐵礦，選礦過程中采用磁選不加任何藥劑和化學物品，因此，尾礦及尾礦水中不含有毒、有害物質。尾礦水經自然沉淀滿足回水二次生產利用要求，澄清后可達到排放標準，對周圍環境影響不大。但設計提出：在生產運行過程中，汛期暴雨時可能因庫內排放量增加，細粒級懸浮物導致尾礦水渾濁濃度提高，因此在雨季截洪時嚴格控制排水斜槽泄水口的位置保持在澄清水面，根據水位變化情況封堵泄水口，防止尾礦進入排水斜槽造成庫外環境污染。6.2.2 粉塵尾礦對環境污染的另一種形式是受風吹產生的揚塵污染。本尾礦庫為4等

43、庫，規范要求其干灘長度不得小于35m（下游式尾礦壩）。干灘遇到大風天氣，極易產生揚砂污染，因此，遇到此類天氣時，尾礦庫管理人員應及時對干灘面進行灑水濕潤，以避免揚砂。對于壩體外坡則進行覆土并種植草皮，防止壩體的揚砂污染。礦山企業已設有環保機構、安環部門及化驗室有關專職人員負責尾礦壩廢水取樣、監測等管理工作。發現問題要及時采取處理措施。7尾礦庫安全設施設計尾礦庫是金屬礦山一種危險性較大的生產設施，是礦山安全生產的重要組成部分，其安全狀況不僅關系到企業的安全生產和經濟效益，而且關系到庫區下游村鎮、農田及工業、交通等基礎設施的安全，以及庫區下游人民群眾生命財產的安全，特別關系到社會穩定和經濟健康發展

44、。華聯礦業有限責任公司是一生產多年的鐵礦山企業，在生產中堅持貫徹 “安全第一，預防為主”的方針原則。建立了以總經理為組長，副總經理為副組長的尾礦庫安全管理領導小組和安全管理保證體系，安全科是礦山安全管理的職能部門，對尾礦庫的設計施工和安全檢查管理負責。企業制定了全面的安全管理制度，并規定公司所有職工均有權對一切損害尾礦庫設施安全的行為進行監督、檢舉和制止，職工的總體安全意識在得到了普遍的提高。7.1尾礦庫主要危險、有害因素分析根據尾礦庫的建設屬性、設施結構類型以及使用特點，涉及有關安全方面的主要危險、有害因素是：尾礦庫區的工程地區條件和水文地質條件、壩體的穩定性、調洪庫容能力、排洪能力及其排水

45、設施的堅固性等。7.1.1工程地質災害分析（1）產生的原因產生工程地質災害的條件主要是斷裂構造的活動、巖溶、滑坡、泥石流、軟弱土夾層以及尾礦庫附近或尾礦庫下部有地下開采活動引起工程地質條件變化。（2）破壞形式工程地質災害破壞力和破壞范圍較大，可能造成的災害主要是垮壩、折斷或堵塞排水斜槽、排水管，造成尾礦庫毀壞甚至報廢。（3）工程地質及水文條件分析該尾礦庫所處低山丘陵區，第四系不發育，土層較薄，大部分基巖裸露，表面風化深度1-2m。區內主要為花崗巖類的偉晶花崗巖、角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、角閃片巖及斜長角閃巖、含鐵角閃石英片巖，平均普氏硬度系數分別為4.73-11.67；平均堅固性系數（f

46、）3.3-7.65;平均軟化系數0.69-0.87；平均天然抗壓強度41.25-101.8MPa；平均飽和抗壓強度33.0-76.49MPa，巖石為較硬-堅硬巖，巖石質量指標RQD值一般在50-80之間，巖體較完整，工程地質條件為簡單類型。另外，尾礦庫下部未發現具有開采價值的礦產，不存在因地下開采活動造成的地質災害因素。區內水文地質條件簡單，地下水不豐富，地表主要是考慮大氣降水，確定尾礦庫的調洪和排洪能力。水文地質條件對尾礦庫的安全影響不大。根據礦山現已建成運行的前三個尾礦庫所在庫址的工程地質情況驗證，未發現不良地質構造。本次設計4#尾礦庫選址所處的地形條件和工程地質條件較好。尾礦壩建立在基巖

47、上，能夠保證壩體穩定的保障條件。7.1.2壩體安全設計 根據本尾礦庫選址地形及工程地質條件、尾礦壩的結構類型、筑壩材料、筑壩方法等，設計所采取的尾礦壩安全設置及有關技術參數、施工要求及安全措施等，具體如下： （1）初期壩為堆石壩，后期為碾壓式土石混合壩，采用露天采場的廢石和土。堆壩方法可采用汽車運廢石土上壩，并用推土機平整后采用機械或其他方法壓實，每層廢石、土料厚度0.6m，干容度達到r 1.65t/m3。壩坡及壩頂采用人工整理。（2）下游濾水壩趾采用塊石堆壩，上游初期壩和下游濾水壩趾之間的壩基設置排滲褥墊，厚度1m，采用50200mm級配塊石分層鋪設，上覆土工布。（3）初期壩內坡面采用400

48、g/m2土工布濾層，防止尾砂漏出。土工布下應找平并墊以200mm厚礫石層，使之受力均勻，土工布上面設300mm厚塊石防護層。（4）后期壩堆筑時為防止尾礦沖刷，在壩內側采用較細的廢石作過濾層，過濾層坡度同壩坡，過渡層層厚2m。放置時要分散，使壩前沉積成粒度均勻沉積灘，以防止尾礦滲漏。（5）尾礦壩等有關構筑物施工時，必須進行清基，對壩基底清理至完整穩定基巖，若開挖后未見基巖，要繼續下挖至基巖，超深部分須采用c15毛石混凝土墊至基礎底。7.1.3潰壩災害（1）產生的原因尾礦壩材料大部分為廢石和土，其力學性質取決于材料性質及筑壩的工藝條件。分析尾礦壩垮壩原因，機率從大到小依次為滿水漫頂、壩體或壩基滲漏

49、、泄洪、壩坡或壩肩滑動、不均勻變形產生貫穿性裂縫等原因。（2）破壞形式尾礦庫垮壩首先影響尾礦庫的正常運行而導致企業停產，而且由于尾礦漿與尾礦水形成泥石流，使殃及范圍內的村莊、農田和建筑物等財產設施遭到嚴重破壞，甚至造成人員傷亡，造成嚴重污染且不易恢復。（3）壩體安全性分析 壩體抗滑計算： 尾礦壩穩定性分析采用瑞典圓弧法計算，求出安全系數最小值，并滿足設計規范相應規定。 規范規定壩坡抗滑穩定最小安全系數K值壩等別正常運行洪水運行特殊運行四1.151.051.00該尾礦庫為溝谷式尾礦庫，初期壩最大高出地面19m左右，通過以下公式計算邊坡失穩的可能程度。式中：n土條編號數。Wnn號土條重。Wn(r1

50、×hn+r2×hn+r2×hn)×b其中hn、hn、hn為n號土條浸潤線以上，浸潤線以下及壩基部分的平均高度。Lnn號土條底部弧長。nn號土條底部圓弧中點和圓心0點的連線與通過0點的鉛直線之間的夾角。Cnn號土條底部滑弧面上土的強度指標。通過假定一系列的滑動圓弧，計算得Kc分別為1.38，1.41，1.43，1.66，1.36，1.37，1.42。Kc最小為1.36大于1.15的壩坡抗滑穩定最小安全系數。尾礦壩的安全穩定為企業生產、渡汛、堆存尾礦等奠定了可靠基礎。本次壩體設計根據工程地質條件采取了壩體下部清基、設置了下游濾水壩趾及排滲褥墊層、筑壩采用分層壓實等必需的安全結構以及施工工藝要求。壩體為透水碾壓堆石壩，外坡坡比為1：1.5，符合尾礦庫設計規范。在建設和運行管理過程中只要嚴格按設計要求施工，該尾礦壩的設計能夠保證壩體的穩定。庫區周圍是荒坡，庫壩體下游附近無村莊，因此即使發生潰壩事故，一般不會造成大的危害。7.2排水設施安全設計7.2.1排水設施根據尾礦庫地形，設計